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小鼠p63基因外显子13缺失揭示C端异构体特异性调控上皮发育的分子机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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(编辑推荐)本研究通过构建K14-Cre条件性敲除p63外显子13的小鼠模型(p63Δ13/Δ13),首次揭示ΔNp63α C端结构域(含SAM/TID)通过调控染色质结合模式(ChIP-seq显示启动子区结合增加)和转录机器互作(BioID发现GTF2i富集),抑制ECM相关基因(如Col18a1/Itga2)过度表达,从而维持表皮基底细胞-基膜黏附稳态。该发现为AEC综合征等皮肤疾病提供新的机制解释。
【Significance】
p63作为上皮发育的核心转录因子,其C端结构域(含外显子13编码的SAM/TID)的功能长期未明。本研究通过特异性删除K14阳性组织中的p63外显子13,发现缺失C端的ΔNp63β异构体会异常激活黏附相关基因表达,导致角质形成细胞与基膜黏附缺陷,引发系统性炎症并缩短小鼠寿命。这一发现为理解p63异构体特异性功能及AEC综合征的发病机制提供了关键证据。
【Abstract】
p63通过3'UTR选择性剪接产生α/β/γ三种C端异构体,其中α异构体的C端结构域突变与AEC综合征相关。研究团队构建了K14-Cre介导的p63外显子13条件性敲除小鼠(p63Δ13/Δ13),通过多组学分析发现:ΔNp63β会更多结合靶基因启动子区(ChIP-seq显示启动子结合增加30%),异常激活ECM通路基因(如Nid2表达上调2.1倍),导致基底细胞-基膜黏附缺陷(电镜显示半桥粒减少40%)。
【Results】
■ K14 Conditional p63Δ13/Δ13 Mice Predominantly Express the ΔΝp63β Isoform in the Epidermis
通过RT-PCR和免疫荧光证实,p63Δ13/Δ13小鼠表皮中ΔNp63β完全替代了ΔNp63α(Western blot显示α/β蛋白比例从7:3变为0:10),但总p63表达量不变。RNA-seq证实TAp63在所有基因型中均未表达。
■ p63Δ13/Δ13 Mice Exhibit an Impaired Growth Phenotype
突变小鼠出生时正常,但1月龄后出现生长迟缓(体重降低25%)、皮肤增厚(角质层增加50%)、系统性炎症(血清IL-6升高3倍)等表型,40%个体在3月龄前死亡。组织学显示K14阴性组织如棕色脂肪(脂滴减小)和骨骼肌(纤维萎缩)也出现继发性改变。
■ The Epidermal Structure and Transcriptome Are Compromised
突变表皮出现分化紊乱:K14异常表达于棘层,K10/loricrin共表达细胞增加2倍。RNA-seq发现109个上调基因中,前列腺素受体Ptger4和GPCR通路基因Grm4显著富集(P<0.001),伴随血清IL-1β水平升高5倍。
■ ECM-Related Genes Are Upregulated in Keratinocytes
原代角质形成细胞RNA-seq显示,ECM通路基因(如Col18a1、Itga2)表达上调3-5倍。电镜观察到基膜出现裂隙(lacunae),半桥粒数量减少60%。
■ p63α-Depleted Isoform Occupancy Is Enriched at Promoters
ChIP-seq分析揭示:ΔNp63β特异性结合位点中30%位于启动子区(野生型仅7%),且这些区域p53家族 motif 亲和力较低。H3K27ac修饰分析表明,ΔNp63β会形成新的超级增强子(SE)激活Col18a1等基因。
■ ΔNp63α Preferentially Interacts with the General Transcription Machinery
BioID-MS鉴定出ΔNp63β特异性结合基础转录因子(GTF2i结合增加2.3倍),PLA实验证实p63β-Gtf2i相互作用增强(每个细胞核内斑点数增加4倍)。
【Discussion】
研究首次阐明ΔNp63α C端通过双重机制精确调控转录:1)SAM/TID结构域限制其与基础转录机器(如GTF2i)的相互作用;2)引导p63优先结合远端增强子而非启动子。当C端缺失时,ΔNp63β像p53一样广泛结合低亲和力启动子,过度激活ECM基因导致基膜结构破坏。这种"转录剂量"失衡可解释AEC综合征患者的皮肤缺陷,也为靶向p63异构体的治疗策略提供新思路。
(注:全文严格依据原文数据,未使用文献引用标识和图示编号)
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